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Un artículo que le permite comprender a fondo el adaptador de corriente.

Un artículo que le permite comprender a fondo el adaptador de corriente.

Tiempo de Actualización:2019-05-14
El adaptador de corriente es un dispositivo de conversión de fuente de alimentación para pequeños dispositivos electrónicos portátiles y aparatos electrónicos. Generalmente se compone de componentes como una carcasa, un transformador, un inductor, un condensador, un IC de control y una PCB.

¿Qué es un adaptador de corriente?
El adaptador de corriente es un dispositivo de conversión de fuente de alimentación para pequeños dispositivos electrónicos portátiles y aparatos electrónicos. Generalmente se compone de componentes como una carcasa, un transformador, un inductor, un condensador, un IC de control y una PCB. Su principio de funcionamiento se convierte de una entrada de CA a una CC. Salida; De acuerdo con el método de conexión se puede dividir en pared y escritorio. Ampliamente utilizado en cámaras de seguridad, decodificadores, enrutadores, barras de luz, instrumentos de masaje y otros equipos.

El adaptador de corriente también se denomina fuente de alimentación externa. Es un dispositivo de conversión de voltaje de fuente de alimentación para pequeños dispositivos electrónicos portátiles y aparatos electrónicos. Se encuentra comúnmente en pequeños productos electrónicos como teléfonos móviles, pantallas de cristal líquido y computadoras portátiles.

La estructura del adaptador de corriente
El convertidor CC / CC se utiliza para la conversión de energía, que es la parte central del adaptador de corriente, además del arranque, protección contra sobrecorriente y sobretensión, filtrado de ruido, etc. El circuito de muestreo de salida (R1, R2) detecta el cambio de voltaje de salida , y en comparación con el voltaje de referencia U, el voltaje de error se pasa a través de un circuito de amplificación y modulación de ancho de pulso (PWM), y luego el circuito de activación controla la relación de trabajo del dispositivo de potencia para lograr el propósito de ajustar el voltaje de salida.

El convertidor DC / DC tiene varias formas de circuito, y un convertidor PWM de uso común con una forma de onda de trabajo de una onda cuadrada y un convertidor resonante con una forma de onda de trabajo de una onda cuasi-sinusoidal se usan comúnmente.

Para un suministro regulado lineal en serie, la respuesta transitoria de la salida a la entrada está determinada principalmente por las características de frecuencia del regulador. Sin embargo, para un regulador resonante con una forma de onda casi sinusoidal, el cambio transitorio de la entrada está más representado en la salida. Al aumentar la frecuencia de conmutación, la respuesta transitoria del adaptador de corriente también se puede mejorar debido a las características de frecuencia mejoradas del amplificador de retroalimentación. La respuesta transitoria de cambio de carga está determinada principalmente por las características del filtro LC de salida, por lo que las características de respuesta transitoria se pueden mejorar aumentando la frecuencia de conmutación y reduciendo el producto LC del filtro de salida.

Categorías principales de adaptadores de corriente
El adaptador de corriente se puede dividir en AC / DC y DC / DC. El convertidor DC / DC como fuente de alimentación secundaria se ha modularizado, y la tecnología de diseño y el proceso de producción se han madurado y estandarizado en el hogar y en el extranjero, y se han obtenido. Aprobación del usuario Sin embargo, el AC / DC primario, debido a sus propias características, ha encontrado problemas técnicos más complicados y problemas de fabricación de procesos en el proceso de modularización. La estructura y características de los dos tipos de adaptadores de corriente se describen a continuación.

Adaptador de corriente tipo DC / DC
El adaptador de corriente de CC / CC convierte el voltaje de CC fijo en voltaje de CC variable, también conocido como interruptor de CC. Filter El filtro de onda del adaptador de corriente tipo L.DCDC funciona de dos maneras: Primero, la modulación de ancho de pulso T no cambia, cambia el modo de modulación de frecuencia t (general); segundo, el modo de modulación de frecuencia t no cambia y cambia T (es fácil generar interferencia). El circuito específico tiene los siguientes tipos

1 Circuito Buck: Buck Chopper, cuyo voltaje promedio de salida Uo es menor que el voltaje de entrada UD, y la polaridad es la misma;

2 Circuito de refuerzo: chopper de impulso, cuyo voltaje promedio de salida Uo es mayor que el voltaje de entrada UD, y la polaridad es la misma;

3 Tensión baja del circuito Buck-Boost o chopper elevador, cuya tensión de salida promedio Uo es mayor o menor que la tensión de entrada

Circuito 4Cuk: Buck o boost chopper, cuyo voltaje de salida Uo promedio es mayor o menor que el voltaje de entrada UD, se invierte la polaridad de polaridad y se transmite el inductor.

La tecnología de conmutación suave de hoy ha dado un salto cualitativo en los convertidores CC / CC. VICOR Power Adapters de los Estados Unidos ha diseñado una variedad de convertidores CC / CC de conmutación suave ECI fabricados por transmisión de condensador. La potencia de salida máxima es de 300W, 600W, 800W. Etc., la densidad de potencia correspondiente es 6.2W / cm3, 10W / cm3, 17W / cm3, y la eficiencia es 80% ~ 90%. La última serie RM de módulo adaptador de corriente de alta frecuencia que adopta la tecnología de conmutación suave de Nemic Lambda de Japón, la frecuencia de conmutación es de 200 ~ 300kHz, la densidad de potencia ha alcanzado 27W / cm3 y el rectificador síncrono (mos-fet en lugar del diodo Schottky) se utiliza para aumentar la eficiencia general del circuito al 90%.

Adaptador de corriente AC / DC convertidor
El convertidor de CA / CC convierte la corriente alterna en corriente continua, y su dirección de flujo de corriente de potencia puede ser bidireccional. La transformación de la corriente de energía a la carga se llama "rectificación", y la corriente de energía se transmite de regreso a la fuente de alimentación por la carga llamada "inversor activo". La entrada del convertidor de CA / CC es 50/60 Hz CA, que debe rectificarse y filtrarse. Los condensadores electrolíticos de filtro relativamente grandes son indispensables. Al mismo tiempo, debido a problemas de seguridad, como los estándares UL, CCEE y las directivas EMC (como IEC, FCC, CSA), la entrada de CA debe estar filtrada por EMC y usar componentes que cumplan con los estándares de seguridad, limitando así el volumen de CA / CC. de la fuente de alimentación se miniaturiza aún más. Además, debido a la acción de conmutación interna de alta frecuencia, alto voltaje y alta corriente, es más difícil resolver el problema de compatibilidad electromagnética EMC, y también impone altos requisitos en el diseño del circuito interno de montaje de alta densidad . Por la misma razón, alto voltaje. El interruptor de alta corriente aumenta la pérdida de funcionamiento de la fuente de alimentación y limita la modularización del convertidor de CA / CC. Por lo tanto, se debe adoptar el método de diseño de optimización del sistema de energía para lograr un cierto grado de satisfacción en la eficiencia del trabajo.

El convertidor de CA / CC se puede dividir en circuito de media onda y circuito de onda completa según el modo de conexión del circuito; De acuerdo con las características de control del circuito, se puede dividir en tres categorías: incontrolable, semi-controlado y totalmente controlado; , trifásico y multifásico; De acuerdo con el circuito de trabajo, el cuadrante se puede dividir en un cuadrante, dos cuadrantes, tres cuadrantes y cuatro cuadrantes.

Ventajas del adaptador de corriente
1. Tamaño pequeño y peso ligero. El adaptador de corriente de conmutación no utiliza un transformador de frecuencia de potencia voluminoso. Dado que la disipación de energía en el tubo MOS de conmutación se reduce considerablemente, se omite un gran disipador de calor. Por estos dos motivos, el adaptador de corriente de conmutación es pequeño y liviano.

2. Bajo consumo de energía y alta eficiencia. En el circuito del adaptador de alimentación de conmutación, el transistor MOS de conmutación se excita bajo la señal de excitación, y funciona alternativamente en el estado de encendido y apagado y de conducción, la velocidad de conversión es rápida, la frecuencia generalmente es superior a 50 kHz, en Algunos interruptores avanzados. En la línea de alimentación, puede ser de cientos o casi mega Hz. Esto hace que el consumo de energía del transistor MOS de conmutación sea pequeño, la eficiencia de la fuente de alimentación se puede mejorar considerablemente y la eficiencia puede alcanzar el 90%.

3. La eficiencia del filtrado mejora enormemente, de modo que la capacidad y el volumen del condensador del filtro se reducen considerablemente. La frecuencia de funcionamiento del adaptador de alimentación de conmutación funciona básicamente por encima de 50 kHz, que es más de 1000 veces la del adaptador de alimentación regulado lineal. Esto hace que la eficacia del filtrado después de la rectificación sea casi 1000 veces. Incluso después de la rectificación de media onda y el filtrado de condensadores, la eficiencia también ha aumentado 500 veces. Al mismo voltaje de salida de ondulación, cuando se usa una fuente de alimentación conmutada, la capacidad del condensador de filtro es solo de 1/500 a 1/1000 del condensador de filtro en la fuente de alimentación regulada lineal.

4. Amplio rango de regulación de voltaje. El voltaje de salida del adaptador de corriente de conmutación está regulado por el ciclo de trabajo de la señal de excitación, y el cambio en el voltaje de la señal de entrada puede compensarse mediante la modulación o ampliación de la frecuencia. De esta manera, cuando el voltaje de la red de frecuencia de alimentación cambia mucho, aún puede garantizar un voltaje de salida relativamente estable. Por lo tanto, el adaptador de fuente de alimentación conmutada tiene un amplio rango de regulación de voltaje y el efecto de regulación de voltaje es muy bueno. Además, los métodos para cambiar la relación de trabajo incluyen el tipo de modulación de ancho de pulso y el tipo de modulación de frecuencia. La fuente de alimentación del regulador de conmutación no solo tiene la ventaja de un amplio rango de regulación de voltaje, sino que también tiene muchos métodos para realizar la regulación de voltaje. Los diseñadores pueden seleccionar de manera flexible varios tipos de soluciones de chip de circuito integrado de fuente de alimentación conmutada de acuerdo con los requisitos de las aplicaciones prácticas.

Tendencia de desarrollo del adaptador de corriente
En la actualidad, el adaptador de corriente en el mercado utiliza tecnología electrónica de potencia para controlar el voltaje de salida ajustando la relación del tiempo de encendido y apagado del transistor de conmutación, y utilizando el dispositivo semiconductor de potencia como interruptor para ajustar la salida. voltaje.

La primera etapa del desarrollo de los adaptadores de energía de China fue antes de 1976, que fue la etapa inicial del desarrollo de la industria de la fuente de alimentación conmutada y de los adaptadores de energía de China. Las tecnologías de suministro de energía relevantes no están maduras y no hay sistematización ni estandarización.

La fuente de alimentación externa se basó principalmente en la fuente de alimentación lineal antes de la década de 1980. La mayor desventaja de la fuente de alimentación lineal es que es más grande en tamaño y peso que el adaptador de corriente, y la eficiencia es baja, pero la ventaja es un funcionamiento estable y un circuito simple, pero es particularmente voluminoso, áspero e incómodo de transportar.

Entonces, a mediados de la década de 1980, Toshiba de Japón tomó la delantera en el uso de la tecnología de fuente de alimentación conmutada para la fuente de alimentación externa de los portátiles. Su trabajo pionero abrió una nueva página en la historia del desarrollo de adaptadores de corriente en el mundo, y se convirtió en el primer adaptador de corriente portátil independiente del mundo. Debido a que la fuente de alimentación de la tecnología de fuente de alimentación conmutada se coloca externamente, la computadora portátil no necesita tener en cuenta el calor generado por la conversión de energía para reunirse en la computadora portátil, y el adaptador de corriente es conveniente de transportar, lo que mejora efectivamente la comercialización y popularización de la computadora portátil. Ha sido usado hoy.

Desde que Toshiba encendió la fuente de alimentación de la computadora portátil para realizar completamente la fuente de alimentación conmutada, los fabricantes de computadoras portátiles han tomado la delantera para completar la generación de energía de la computadora. En la década de 1990, el adaptador de corriente se ha utilizado ampliamente en diversos equipos electrónicos y eléctricos, interruptores controlados por programa, comunicación, suministro de energía del equipo de detección de energía y alimentación del dispositivo de control.

El adaptador de corriente generalmente está compuesto por un IC de control de modulación de ancho de pulso (PWM) y un MOSFET, y es uno de los representantes de la fuente de alimentación regulada actual.

En 1989, las empresas de producción de fuentes de alimentación estandarizadas de China han crecido a 171, con más de 340 especificaciones de productos y una producción anual de más de 600,000 fuentes de alimentación.

En esta etapa, con el rápido desarrollo gradual de la industria de la energía, la gran cantidad de trabajadores de tecnología de energía necesita con urgencia romper el estado cerrado original y comprender el mundo exterior. Desde mediados de la década de 1970, el personal de tecnología energética organizó espontáneamente intercambios técnicos. En 1978, se celebró el primer seminario nacional de intercambio de tecnología energética. En 1983, se estableció la China Power Supply Society. En 1986, fue aprobado por la Comisión Estatal de Ciencia y Tecnología.

A fines de la década de 1990, una serie de estándares en Europa con respecto a la eficiencia de conversión de energía y el consumo de energía en espera empujaron el adaptador a una altura inalcanzable. La alta frecuencia del adaptador de corriente hace que desarrolle dirección, la alta frecuencia hace que la fuente de alimentación conmutada se miniaturice, y el adaptador de corriente entra en una gama más amplia de aplicaciones, especialmente en el campo de alta tecnología, que promueve la miniaturización de productos de alta tecnología. . Ligero. Además, el desarrollo y la aplicación de adaptadores de energía son de gran importancia en términos de conservación de energía, conservación de recursos y protección del medio ambiente.

En 2001, Apple desarrolló un adaptador de corriente elegante y liviano, que llevó el adaptador de corriente a otro nuevo pico. El adaptador de corriente se llevó a la dirección ligera y elegante, por lo que la apariencia del adaptador de corriente ya no se sentía como La apariencia anterior fue una impresión única y menos estéticamente agradable.

Shenzhen Lianyunda Electronics Co., Ltd. fue fundada en 2006, un fabricante profesional de energía de seguridad. La principal investigación y desarrollo de producción y ventas de diversos tipos de adaptadores de corriente, fuentes de alimentación conmutadas, cargadores de batería, y cuenta con certificación mundial. Estandarizar y mejorar el control de calidad interno, a fin de mejorar continuamente los estándares de calidad del producto y proporcionar productos y servicios de calidad a nuestros clientes.
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